На этом этапе полезно применение общей теории планирования экспериментов.
Планирование эксперимента – это процедура выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью; разработка плана проведения экспериментов, который дает возможность за минимальное число прогонов модели и при минимальной стоимости работ сделать статистически значимые выводы и найти наилучшее решение.
При этом существенно следующее:
- стремление к минимизации общего числа опытов;
- одновременное варьирование всеми переменными, определяющими процесс, по специальным правилам – алгоритмам;
- использование математического аппарата, формализующего многие действия экспериментатора;
- выбор четкой стратеги, позволяющей принимать обоснованные решения после каждой серии экспериментов.
Конечная цель проведения эксперимента – это получение достаточной статистической информации для принятия решений по результатам моделирования.
Для проведения эксперимента используют факторные планы, а по результатам аппроксимируют поверхность отклика полиномами разного порядка, а для поиска экстремальных значений применяются численные методы оптимизации. От выбора начальной точки в факторном пространстве во многом зависит эффективность экспериментов. Управляемость эксперимента предполагает возможность изменения в требуемых пределах значений факторов, определяющих целевую функцию модели.
Фактором называется измеряемая переменная величина, принимающая в некоторый момент времени определенное значение. Факторы соответствуют способам воздействия на объект исследования. Каждый фактор может принимать в опыте одно из нескольких значений. Такие значения будем называть уровнями. Может оказаться, что фактор способен принимать бесконечно много значений (непрерывный ряд). Однако на практике точность, с которой устанавливается некоторое значение, не беспредельна. Поэтому мы вправе считать, что всякий фактор имеет определенное число дискретных уровней f.
При этом возможное число опытов определяется следующим образом.
где m – количество факторов.
